- •Введение
- •1. Основные принципы проектирования технологических процессов
- •Структура производственного процесса,
- •1.2. Система технологической подготовки производства и порядок проектирования технологических процессов
- •1.3. Выбор оптимального варианта технологического процесса
- •1.4. Проектирование сборочно-монтажных работ
- •1.5. Технологичность конструкций блоков электронной аппаратуры
- •1.6. Разработка и оформление технологической документации
- •Технология коммутационных плат
- •2.1. Конструктивно-технологические требования, предъявляемые к платам и печатному монтажу
- •2.2 Классификация плат и метод их изготовления
- •2.3 Материалы для изготовления плат
- •2.4. Формирование рисунка схемы
- •2.5. Травление меди с проблемных мест
- •2.6. Химическая и электрохимическая металлизация
- •2.7. Механическая обработка плат
- •2.8. Технология односторонних и двухсторонних печатных плат
- •2.9. Технология многослойных печатных плат
- •2.10. Технология проводных плат
- •2.11. Платы микроэлектронной аппаратуры
- •3. Сборка элктронных блоков на печатных платах
- •3.1. Структура технологического процесса сборки
- •3.2. Входной контроль и его оптимизация
- •3.3. Компоненты для установки на печатных платах
- •3.4. Сборка модулей на печатных платах
- •4. Пайка и контроль печатных плат
- •4.1. Пайка на печатных платах
- •4.2. Пайка погружением
- •4.3. Пайка волной припоя
- •4.4. Пайка в парогазовой среде
- •4.5. Применение концентрированных потоков энергии для групповой пайки
- •4.6. Подготовительные операции при групповой пайке
- •4.7. Технология нанесения припойной пасты
- •4.8. Технологии изготовления трафаретов
- •4.9. Контроль производства печатных плат
- •5. Припои и припойные пасты
- •5.1. Общая характеристика припоев
- •5.2. Низкотемпературные припои
- •5.3. Припойные пасты
- •5.4. Паяльные флюсы
- •5.5. Отмывка модулей
- •Бессвинцовая пайка. Материалы для пайки
- •5.6.1. Бессвинцовые припои
- •5.6.2. Совместимые с бессвинцовыми материалами флюсы
- •5.6.3. Бессвинцовые паяльные пасты
- •Заключение
- •Библиографический список
- •Оглавление
- •Основные принципы проектирования технологических процессов 4
- •Технология коммутационных плат 56
- •Сборка электронных блоков на печатных платах 148
- •Пайка и контроль печатных плат 177
- •Припои и припойные пасты 213
- •394026 Воронеж, Московский просп., 14
Бессвинцовая пайка. Материалы для пайки
Переход на бессвинцовую пайку является только вопросом времени, и изготовители РЭА начинают свои исследования по поиску оптимальных материалов и технологий без применения свинца.
Компания AIM занимается производством бессвинцовых сплавов и разработкой свободных от свинца технологий с 80х годов прошлого столетия, и накопила богатый опыт и обширные знания в этой области. В настоящий момент AIM производит целый ряд материалов для пайки без содержания свинца, составляющих полную технологическую линию для любых процессов и отвечающих особенностям каждого конкретного производства:
Бессвинцовые припои для групповой пайки,
Совместимые с бессвинцовыми материалами флюсы,
Бессвинцовые проволочные припои:
с сердечником из флюса,
цельнометаллические.
Бессвинцовые паяльные пасты:
безотмывные, на основе флюса, не требующего последующей отмывки,
водосмывные, на основе флюса предполагающего последующую водную отмывку,
с флюсом на основе канифоли.
5.6.1. Бессвинцовые припои
Компания AIM производит широкий ряд бессвинцовых сплавов для любых технологий монтажа печатных плат, включая пайку волной, ручную пайку, трафаретную печать и др. Перечень сплавов AIM, их состав и температура плавления, а также виды продукции AIM на основе этих сплавов приведены в табл. 5.1.
Таблица 5.1
Сплав |
Т0 плавления |
Комментарии |
Виды продукции
|
Припой для групповой пайки |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
In52/Sn48 |
118 |
Низкотемпературный сплав. Большое содержание In обуславливает дороговизну этого сплава. Следует обратить внимание на проблемы коррозии, усталости, прочность соединения. |
+ |
+ |
Продолжение табл. 5.1 |
||||
Sn42/Bi58 |
138 |
Низкотемпературный сплав. Следует обратить внимание на проблемы охрупчивости и термической усталости соединений. |
+ |
+ |
Sn42/Bi57/Ag1 |
138 |
Сходные с Sn42/Bi58 свойства с улучшенными усталостными характеристиками. |
+ |
+ |
In97/Ag3 |
143 |
Низкотемпературный сплав. Большое содержание In и Ag обуславливает дороговизну этого сплава. Следует обратить внимание на проблемы коррозии, усталости, прочность соединения. |
+ |
+ |
Sn91/Zn9 |
199 |
Следует обратить внимание на подверженность коррозии и оксидации припоев Sn/Zn. Требует специальных флюсов. Короткий срок хранения. |
- |
+ |
ASTIN Sn/Ag2.5/Cu0.8/Sb0.5 |
217 |
Самая низкая температура плавления и стоимость в группе припоев Sn/Ag/Cu. Надежность соединений и совместимость со стандартными компонентами, материалами и процессами. |
+ |
+ |
SAC 305 Sn/Ag3/Cu0.5 |
217-218 |
Соответствует рекомендациям JEIDA. Наиболее дешевый из припоев Sn/Ag/Cu без добавок. |
+ |
+ |
Продолжение табл. 5.1 |
||||
Sn/Ag3.5/Cu0.5 |
217-218 |
Припой группы Sn/Ag/Cu. Сходные с SAC 305 характеристики, немного дороже. |
+ |
+ |
SAC387 Sn/Ag3.8/Cu0.7 |
217-218 |
Припой группы Sn/Ag/Cu с более высоким содержанием серебра. Сходные с SAC 305 и CASTIN характеристики; стоимость выше. |
+ |
+ |
SAC405 Sn/Ag4/Cu0.5 |
217-218 |
Припой группы Sn/Ag/Cu с более высоким содержанием серебра. Сходные с SAC 305 и CASTIN характеристики; стоимость выше. |
+ |
+ |
Sn96.5/Ag3.5 |
221 |
Требует более высокой температуры пайки, чем припои Sn/Ag/Cu. Следует обратить внимание на термическую надежность и смачивание. |
+ |
+ |
Sn95/Ag5 |
221-240 |
Высокотемпературный припой. Высокая стоимость из-за насыщенности серебром. |
+ |
+ |
Sn99.3/Cu0.7 |
227 |
Рентабельная альтернатива для пайки волной и ручной пайки. Следует обратить внимание на смачивание. |
+ |
+ |
Окончание табл. 5.1 |
||||
Sn97/Sb3 |
232-238 |
Свойства сходные с Sn95/Ag5 |
+ |
+ |
Sn95/Sb5 |
232-240 |
Высокотемпературный припой. Следует обратить внимание на смачивание. Дешевле, чем припои Sn/Sb. |
+ |
+ |
Au80/Sn20 |
281 |
Применяется преимущественно для пайки золота по золоту. Высокая стоимость |
+ |
+ |
Sn97/Cu3 |
227-300 |
Высокотемпературный припой. |
+ |
+ |
Sn/Ag25/Sb10 |
260-300 |
Высокотемпературный припой для присоединения кристаллов. Высокая стоимость сплава из-за насыщенности серебром. |
+ |
+ |
Au88/Ge12 |
356 |
Припой для эвтектического присоединения кристаллов. |
+ |
+ |
Соответствуя этим требованиям, сплавы группы Sn /Ag /Cu успешно применяются во многих отраслях индустрии, и большинство радиоэлектронных компаний, планируя свой переход на бессвинцовые технологии, останавливают свой выбор на одном из припоев этой группы. Припои Sn /Ag /Cu совместимы с различными покрытиями компонентов и печатных плат, включая Sn /Pb /Ag, Ni /Pd, Ni /Pd /Au, органические покрытия.
Следует отметить, что из анализа проведенного фирмой AIM следует, что сплав SAC 305 применяют 67% японских радиоэлектронных компаний. Сплав CASTIN, запатентованный компанией AIM, обеспечивает повышенную теплостойкость благодаря добавлению Sb и образованию интерметаллических структур сурьмы с серебром и медью. Применение этого припоя с температурой плавления 2170С не влечет за собой образование токсичных оксидов сурьмы, образующихся при температурах выше 6000С.
При использовании бессвинцовых паяльных материалов существенной является проблема особо точной центровки и позиционирования компонентов на плате. Тогда как при работе со свинец - содержащими паяльными материалами допустимая ошибка в центровке, при установке компонентов, может достигать 50%. При оплавлении паяльной пасты происходит их самопозиционирование.
Надо признать, что внешний вид бессвинцовых паяных соединений отличается от соединений, полученных с применением припоев Sn /Pb. Бессвинцовые соединения выглядят более тусклыми, но это не означает, что они менее прочные – скорее наоборот. В табл. 5.2 приведены некоторые сравнительные характеристики физических свойств паяных соединений Sn /Pb и Sn /Ag /Cu.
Таблица 5.2
Характеристики |
Sn63/ Pb37 |
Sn/ Ag/ Cu |
||
Растяжение |
||||
1 |
Предел прочности при растяжении, кПа |
33922,2 |
39506,9 |
|
2 |
Предел текучести, кПа |
30199 |
33508,5 |
|
3 |
Модуль Юнга, Па |
3,58 |
51,16 |
|
|
Относительное удлинение, %* |
2,87 |
50,00 |
|
Сжатие |
||||
|
Модуль эластичности, Па |
27,51 |
29,37 |
|
|
Предел текучести, кПа |
31164,3 |
9854,3 |
|
|
Твердость** |
10,08 |
13,5 |
|
Проволочные припои компании AIM на основе перечисленных в таблице бессвинцовых сплавов выпускаются как цельнометаллические, так и с сердечниками из флюса. Стандартное содержание флюса составляет 2,5%. В зависимости от типа флюса они могут быть совместимы с безотмывными или водосмывными материалами. Основные виды бессвинцовых проволочных припоев с сердечником из флюса приведены в табл. 5.3.
Таблица 5.3
Наименование припоя |
Совместимость |
Стандартные диаметры мм |
Форма выпуска |
Glow Core |
безотмывные материалы |
2,34 1,57 1,02 0,64 0,51 |
катушки 500г |
Fast Core |
|||
WS 482 |
водосмывные материалы |
||
0,38 0,25 |
катушки 250г |